本發明屬于電池領域,具體為一種電池組、彈性支撐件以及電池組用外殼頂板。
背景技術:
1、目前市場上多通過并聯或串聯圓柱電池、方形電池、軟包電池使其成為電池組。為避免電池組在使用或者運輸過程中,因振動、沖擊、碰撞等情況,而損壞電池組,影響電池組性能,中國專利cn219457864u公開一種電池組外殼,將整個電池組裝配在其內,整個外殼具有一定的結構強度,不僅能夠保護電池組,使電池組免受外部環境中沖擊、振動、跌落等外部損傷,還能夠避免電池組內部發生爆炸時對相鄰電池組或外部其它設備產生的安全隱患。
2、但是,將整個電池組裝配在外殼內,如果散熱不及時,將會造成電池壽命大幅縮短、能量損失加劇,甚至發生自燃起火等安全隱患,因此提高電池組的散熱效率顯得尤為重要。
3、另外,如圖1所示,上述電池組的共享管路組件由多段子管路01以及中間連接管02相互間過盈配合直接進行密封插接形成;此時多段子管路01一一設置在單體電池下蓋板上,子管路沿單體電池排布方向延伸,且與單體電池下蓋板一體擠壓成型,并與單體電池下蓋板開孔相通。
4、裝配時,將子管路01的兩端作為與中間連接管02的連接端,兩個單體電池連接時,兩個單體電池上的子管路一端分別擠入中間連接管02的兩端中。
5、該共享管路組件在插接過程中要求各個子管路01以及中間連接管02同軸,才能實現有效連接,但是,由于以下原因使得各個子管路以及中間連接管02的同軸度難以保證:
6、1)子管路與下蓋板為一體件,若各個一體件上,子管路在下蓋板的位置略有偏差,或各個子管路自身尺寸略有偏差,則會導致,插接時,各個子管路的同軸度出現偏差;
7、2)將上述一體件與筒體焊接時,會因為焊接過程的差異,有可能會出現子管路相對于筒體的位置出現不一致的情況,進而導致插接時,各個子管路同軸度出現偏差;
8、3)該方案,在插接時,需要利用專用工裝,由于工裝使用不當,或者因施工人員操作問題,稍有不慎,就會使得各個子管路的同軸度出現偏差;
9、另外,在插接時,各個子管路之間的偏差會隨著插接數量的增多而加大,導致插接數量越多,各個子管路之間的同軸度越難以保證;導致裝配過程中,成品率隨著插接數量的增多而降低。
10、綜上,該方案因相鄰兩個單體電池的子管路很難同軸所以在插接時,可能會導致子管路相對于下蓋板發生位移,或導致下蓋板相對于筒體發生位移,進而導致電池損壞。
技術實現思路
1、本發明的目的是提供一種電池組、彈性支撐件以及電池組用外殼頂板,克服現有電池組散熱問題以及共享管路組件難以組裝的問題。
2、本發明的構思是:
3、為了改善上述電池組的散熱問題,本發明在外殼頂板開設與各個單體電池極性端子對應的避讓孔,將電池組內各個單體電池的極性端子通過對應避讓孔伸出外殼,極性端子的熱量可以傳導至外部進行散熱;
4、為了進一步提高散熱效率,還可以在極性端子伸出避讓孔的部位設置換熱裝置,利用換熱裝置與各單體電池極性端子相連的方式將各單體電池上熱量最為集中的極性端子熱量傳導至外部進行散熱,該散熱方式實現了對電池組內各個單體電池的均衡散熱,提高了電池組的使用安全性。
5、為了簡化共享管路的組裝,本發明在外殼內直接設置通道,作為共享腔室(共享管路),利用該共享腔室和位于外殼內的各個單體電池內腔貫通,使得各單體電池電解液和/或氣體共享來保障各單體電池的一致性,一定程度上提升了電池組的循環壽命。該通道無需插接,在單體電池排布方向,無需考慮插接同軸問題,對加工精度以及裝配精度要求較低;同時無需專用工裝,裝配過程較為簡單,大大降低了此類具有共享體系電池組的加工難度及加工成本,可實現批量化生產。
6、但是,需要注意的是,此類外殼須具有較好的密封性能,以保證外殼內的電解液不與外界環境接觸。
7、為了保證外殼的密封性,需要密封各個單體電池極性端子與避讓孔之間的間隙。
8、當成組的各個單體電池在高度方向的尺寸較為一致的情況下,可以直接將避讓孔對應的外殼頂板區域與單體電池極性端子周邊的上蓋板區域焊接實現密封。
9、但是,當成組的各個單體電池在高度方向的尺寸相差較大的情況下,部分高度較小的單體電池的上蓋板與電池組外殼可能存在虛焊甚至無法焊接的問題,而難以保證電池組外殼的密封性。
10、為了克服此類問題,一般可以從兩方面進行考慮,其一,對成組的單體電池的高度進行檢驗及分組,讓高度相同的單體電池處于同一組;其二,提高單體電池的制作精度,確保單體電池的一致性。
11、以上兩種做法,可以實現可靠焊接,保證電池組外殼的密封性,但會使電池組以及單體電池的制作過程變得復雜,加大了電池組以及單體電池的制作成本,降低了生產效率。
12、基于此,既然該大容量電池中各單體電池高度方向的制作誤差不可避免,所以,本發明在接受該誤差的前提下,對上述制作誤差進行調整;可以通過在單體電池底部增設外部彈性支撐件,利用彈性支撐件的形變來補償各個單體電池高度方向之間的制作誤差。例如,當單體電池偏高時,可利用外殼頂板下壓單體電池,使底部彈性支撐件變形,降低高度,使其上蓋板與最低單體電池上蓋板位于同一平面;從而使得每個單體電池的上蓋板均可以外殼頂板具有良好的密切接觸,在避讓孔對應的外殼頂板區域與單體電池極性端子周邊的上蓋板區域不會出現虛焊甚至無法焊接的問題。
13、本發明的技術方案是提供一種電池組,其特殊之處在于:包括n個單體電池、外殼以及用于支撐單體電池的彈性支撐件;其中n大于1;
14、n個單體電池沿同一方向排布在外殼內;
15、外殼設有共享腔室,該共享腔室與各個單體電池內腔連通;
16、外殼頂板上對應各單體電池的極性端子開設有避讓孔;各個單體電池極性端子伸出避讓孔,避讓孔對應的外殼頂板區域與單體電池上蓋板接觸且固定密封;
17、彈性支撐件在單體電池高度方向具有彈性變形能力,設置在外殼底板與各個單體電池之間。
18、本發明將多個單體電池置于具有共享腔室的一個外殼內部,利用該共享腔室和位于外殼內的各個單體電池內腔貫通,使得各單體電池電解液和/或氣體共享來保障各單體電池的一致性,即,將各單體電池的電解液和/或氣體連通,使所有單體電池的電解液和/或氣體處于同一體系下,減少了各單體電池之間的差異,一定程度上提升了各單體電池之間的一致性,從而一定程度上提升了電池組的循環壽命。
19、本發明共享腔室無需插接,在單體電池排布方向,無需考慮插接同軸問題,對加工精度以及裝配精度要求較低;同時無需專用工裝,裝配過程較為簡單,大大降低了此類具有共享體系電池組的加工難度及加工成本,可實現批量化生產。
20、另外,本發明在外殼頂板開設與各個單體電池極性端子對應的避讓孔,將電池組內各個單體電池的極性端子通過對應避讓孔伸出外殼,極性端子的熱量可以傳導至外部進行散熱;同時,在單體電池底部增設外部彈性支撐件,利用外殼頂板向各個單體電池施加向下的壓力,使得彈性支撐件形變來補償各個單體電池高度方向之間的誤差。使成組的單體電池上蓋板均位于同一平面,且與外殼頂板具有良好的密切接觸,進而在避讓孔對應的外殼頂板區域與單體電池極性端子周邊的上蓋板區域不會出現虛焊甚至無法焊接的問題,使得整個外殼具有較好的密封性能。
21、進一步地,外殼底板上設有限位機構,利用該限位機構可以限定彈性支撐件在外殼底板上的位置,以對其對應的單體電池進行有效支撐。
22、進一步地,限位機構為設置在外殼底板上,且沿其長度方向延伸的限位柱;限位柱高度小于彈性支撐件的最大高度,且限位柱與各個單體電池下蓋板之間的垂直距離大于成組單體電池的最大高度差,以確保限位柱不影響彈性支撐件對各個單體電池的支撐以及高度調節功能。另外,該限位柱還可以起到增強外殼底板強度的作用。
23、進一步地,限位柱為兩個,分別靠近外殼底板兩個長邊沿設置;將限位柱、外殼底板以及外殼側板之間形成的空間作為彈性支撐件安裝空間。
24、進一步地,共享腔室為電解液共享腔室;電解液共享腔室為位于外殼底板的液體通道,電解液共享腔室與各個單體電池內腔電解液區連通。
25、進一步地,共享腔室為氣體共享腔室;氣體共享腔室為位于外殼頂板的氣體通道,氣體通道與各個單體電池內腔氣體區連通。
26、進一步地,彈性支撐件采用橫截面為類ω形的半管狀構件,包括截面為倒u字形的半管狀構件以及分別通過圓弧光滑過渡連接在截面為倒u字形的半管狀構件兩側壁的支撐板;截面為倒u字形的半管狀構件的底部開口端的尺寸大于頂部尺寸。
27、進一步地,外殼第一側板還設有與電解液共享腔室相互貫通的儲液腔室;儲液腔室內具有電解液,且該電解液與各個單體電池內腔電解液區連通。
28、為了進一步地避免避讓孔對應的外殼頂板區域與單體電池極性端子周邊的上蓋板區域出現虛焊甚至無法焊接的問題,外殼頂板靠近單體電池的表面設置有凸起,且凸起上開設有貫通外殼頂板的臺階通孔,作為避讓孔,臺階通孔的小孔靠近所述單體電池,且小孔的孔深小于大孔的孔深。
29、通過臺階孔的臺階面與單體電池極性端子周邊的上蓋板區域進行熔焊實現密封。
30、本發明還提供一種彈性支撐件,其特殊之處在于:用于設置在電池組外殼底板與各個單體電池之間,采用橫截面為類ω形的半管狀構件,包括橫截面為倒u字形的半管狀構件以及分別通過圓弧光滑過渡連接在橫截面為倒u字形的半管狀構件兩側壁的支撐板;橫截面為倒u字形的半管狀構件的底部開口端的尺寸大于頂部尺寸。
31、本發明還提供一種電池組用外殼頂板,其特殊之處在于:外殼頂板上開設有用于各個單體電池極性端子伸出的避讓孔;外殼頂板靠近單體電池的表面設置有凸起,且凸起上開設有貫通外殼頂板的臺階通孔,作為避讓孔,臺階通孔的小孔靠近所述單體電池,且小孔的孔深小于大孔的孔深,使得臺階面更易于貼近單體電池殼體。
32、本發明的有益效果是:
33、本發明將多個單體電池置于具有共享腔室的一個外殼內部,利用該共享腔室和位于外殼內的各個單體電池內腔貫通,使得各單體電池電解液和/或氣體共享來保障各單體電池的一致性,即,將各單體電池的電解液和/或氣體連通,使所有單體電池的電解液和/或氣體處于同一體系下,減少了各單體電池之間的差異,一定程度上提升了各單體電池之間的一致性,從而一定程度上提升了電池組的循環壽命。
34、本發明共享腔室無需插接,在單體電池排布方向,無需考慮插接同軸問題,對加工精度以及裝配精度要求較低;同時無需專用工裝,裝配過程較為簡單,大大降低了此類具有共享體系電池組的加工難度及加工成本,可實現批量化生產。
35、另外,本發明在外殼頂板開設與各個單體電池極性端子對應的避讓孔,將電池組內各個單體電池的極性端子通過對應避讓孔伸出外殼,極性端子的熱量可以傳導至外部進行散熱;同時,在單體電池底部增設外部彈性支撐件,利用外殼頂板向各個單體電池施加向下的壓力,使得彈性支撐件形變,來補償各個單體電池高度方向之間的誤差。使成組的單體電池上蓋板均位于同一平面,且與外殼頂板具有良好的密切接觸,進而在避讓孔對應的外殼頂板區域與單體電池極性端子周邊的上蓋板區域不會出現虛焊甚至無法焊接的問題,使得整個外殼具有較好的密封性能。